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三维互联石墨烯卷骨架增强反应动力学的锂离子电容器研究进展（图）
电化学储能器件 反应动力学 锂离子电容器 石墨烯
2021/8/18
电极的材料选择和巧妙的结构设计对于构建高性能的电化学储能器件起到至关重要的作用。三维导电网络对于均匀负载良好分散的活性纳米结构尤为重要，同时也能为纳米活性物质提供三维快速的电子和离子传输通道。一维石墨烯卷不仅继承了石墨烯的优异的电学性能，同时也具有一维材料的诸多性能，如表面积比大、载流子迁移率高、自聚集受限、机械强度高等特点。另外，与表面无缝的碳纳米管相比，石墨烯卷在端口和边缘处呈开口状，更有利于...
最近，国际知名期刊Nature Communications以“Designer spin order in diradical nanographenes”为题发表了上海交通大学物理与天文学院王世勇特别研究员，贾金锋教授，同德国德累斯顿工业大学冯新亮教授合作的最新成果。继成功合成了原子级精确可控的磁性纳米石墨烯结构以后（PhysRevLett.124.147206）, 该课题组深入研究了该体系中...
霍尔传感器作为基于霍尔效应制作的磁场传感器，在工业，汽车，消费电子等领域有着广泛的应用。石墨烯作为新兴的二维材料，拥有高迁移率，超薄厚度等特性，这使得其成为制作霍尔传感器的理想材料。与传统霍尔传感器相比，石墨烯霍尔传感器具有高灵敏度，高线性度，低功耗，低噪声等优点，展现出了强大的竞争力，从而得到了广泛的关注。但传统商用霍尔传感器除霍尔元件外，通常也具备强大的信号处理功能以提升性能。与集成了霍尔元件...
中国科学院兰州化学物理研究所石墨烯摩擦表界面结构演变研究取得新进展（图）
中国科学院兰州化学物理研究所 石墨烯 摩擦 表界面 结构演变
2020/10/21
石墨烯具有独特的二维薄层结构，是一种极具潜力的新型润滑材料。近年来研究表明，具有原子厚度的石墨烯不仅在微观接触尺度下具有超滑特性，而且在宏观接触方式下也展现出非凡的摩擦学特性，但是均强烈依赖于理想的石墨烯表界面结构。因此实现石墨烯摩擦表界面结构的调控对于获得优异的摩擦学性能并推动其实际应用具有十分重要的意义。近日，中国科学院兰州化学物理研究所磨损与表面工程课题组发现了摩擦力致氧化石墨烯向理想石墨烯...
自然中普遍存在的现象，如云层中水分子在灰尘矿物质表面的聚集造成的降水/降雪、生物矿物质的形成等物理/化学过程等，都与基于结构物态相变的物理机制有关。发展液固相变成像技术，在原子尺度上对液固相变自下而上的成核结晶热力学/动力学行为进行实时观测表征，揭示相变微观物理图像，对生长机理研究和新材料合成及应用具有重要意义。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心表面物理国家重点实验室白雪冬研究员课题...
近日，中科院合肥研究院强磁场中心王辉研究员与林文楚研究员合作，在基于有机溶剂合成石墨烯量子点（GQDs）领域取得新进展：研究发展具有特定结构的有机溶剂（双键、苯环或多极性基团）可直接碳化并形成GQDs，相关结果以Direct carbonization of organic solvent toward graphene quantum dots为题发表于国际期刊《纳米尺度》（Nanoscale）...
品质因子可调的石墨烯纳米机械振子
石墨烯 纳米机械振子 耗散 品质因子
2022/3/23
纳米机械振子尺寸小，质量轻，可以用来制作探测力、质量等微小物理量的超灵敏探测器。石墨烯拥有质量轻、密度低和杨氏模量高等特性，被认为是制作纳米机械振子的理想材料。石墨烯纳米机械振子因其具有的谐振频率高、品质因子高和谐振频率可调性高等优势，近年来得到了人们的广泛关注。作为表征纳米机械振子性能的一个重要指标，品质因子越高，意味着纳米机械振子耗散越低，纳米机械振子的灵敏度越高。本文通过微纳加工的工艺制备出...
双层-双层转角石墨烯中的关联绝缘态（图）
双层-双层转角 石墨烯 关联绝缘态
2020/5/11
期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心纳米物理与器件实验室N07课题组的沈成博士和张广宇研究员等从AB堆垛的双层石墨烯出发，研究了双层-双层石墨烯（“2+2”）魔角体系。考虑到单个AB堆垛的双层石墨烯会在垂直原子平面的位移电场作用下在零能量费米面处打开能隙，形成“墨西哥帽”式的能带结构，他们提出，由AB堆垛的双层石墨烯构筑的转角双层-双层石墨烯体系，同样存在电子平带且平带结构可以受到...
北京师范大学物理学系何林教授课题组与合作者在双层石墨烯量子点中发现贝利相位导致的谷劈裂和谷反转现象（图）
北京师范大学物理学系 何林 教授 双层 石墨烯 量子点 贝利相位 谷劈裂 谷反转现象
2020/4/24
贝利相位(或几何相位)，是一个系统在闭合的参数空间轨迹上，绝热地演化一圈后所累积的额外相位。类似于Aharonov-Bohm相位，贝利相位对量子系统的许多物理性质会产生重要影响，并带来一系列新奇的物理效应，例如石墨烯中的半整数量子霍尔电导，晶体中布洛赫电子的电极化、轨道磁矩效应，绝热输运中的量子电荷泵浦等等。除此之外，贝利相位也和材料的拓扑性质紧密联系在一起：如果一个体系中电子的贝利相位非零，那么...
北京师范大学物理学系何林教授课题组在应变石墨烯中实现对谷赝自旋的调控（图）
北京师范大学物理学系 何林 教授 应变 石墨烯 谷赝自旋
2020/4/24
通过调控石墨烯中的应变结构，可以实现对石墨烯电学性质的调控，例如一些特定结构的应变石墨烯能够在零磁场下实现朗道量子化。北师大物理学系何林教授课题组长期致力于应变石墨烯的调控和物性研究，并在该体系中观察到了一系列新奇量子物态。近年来，他们利用扫描隧道显微镜技术（STM）探测了单层/双层应变石墨烯中由赝磁场产生的赝朗道能级、褶皱石墨烯中应变导致的一维朗道量子化、Bernal双层石墨烯中AB-BA堆垛畴...
2020年3月11日，Nature (《自然》) 在线发表了物理科学与技术学院袁声军教授与国内外研究团队关于石墨烯气体通透极限的最新研究成果。论文题为“Limits on gas impermeability of graphene”，袁声军和曼切斯特大学教授、诺奖得主安德烈·海姆（Prof. Sir Andre Geim）为共同通讯作者。以单层石墨烯为代表的二维材料，虽然只有一个原子层的厚度，却...
中国科学技术大学在扭转双层石墨烯研究中取得重要进展（图）
范德瓦尔斯堆叠 双层石墨烯 一维拓扑边界 本征赝磁场
2022/4/2
范德瓦尔斯堆叠的双层石墨烯具有一系列新奇的电学性质（例如，电场可调控的能隙、随扭转转角变化的范霍夫奇点以及一维拓扑边界态等）。当双层石墨烯的扭转转角减小到一系列特定的值（魔角）时，体系的费米面附近出现平带，电子在能量空间高度局域，电子-电子相互作用显著增强，出现莫特绝缘体和反常超导量子物态。另一方面，这些新奇的性质与双层石墨烯体系的扭转角度有着严格的依赖关系，体系层间相互作用随着转角减小会逐渐增强...
2020年1月9日，正值南京大学党代会召开之际，由南京大学物理学院高力波教授团队领衔，协同学院四个青年学者团队，以“质子辅助生长超平整石墨烯薄膜”（“Proton-assisted growth of ultra-flat graphene films”）为题，在《自然》杂志上发表了论文（Nature, doi: 10.1038/s41586-019-1870-3, 2020）。该成果不仅探索出了...
石墨烯量子点(GQDs)是一种小尺寸的二维纳米材料。近年来，因其稳定性，生物相容性，荧光可调性，以及易被肾脏清除等特点，在癌症诊疗一体化中具有极大的应用，在生物医学领域引起了极大关注。现有应用于光热治疗的GQDs的光学吸收主要集中于近红外一区。然而，皮肤和组织的吸收以及散射使得近红外一区的激光穿透深度和到达目标区域光强度大打折扣。现有调整GQDs光学吸收的手段（掺杂、钝化、以及其他表面后处理）很难...
转角石墨烯有效模型理论研究取得进展（图）
转角 石墨烯 有效模型理论
2019/11/1
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心博士生廖元达、中科院物理所研究员孟子杨和香港科技大学/加州大学圣地亚哥分校博士后许霄琰组成的研究团队，利用投影量子蒙特卡洛方法，在如上所述的转角石墨烯有效晶格模型中考虑电子之间的强关联效应，详细研究了该有效模型在电中性点的基态相图（如图1所示）。他们发现，考虑六角格子的团簇电荷相互作用U，当相互作用较小时，系统处在狄拉克半金属态（Dirac s...